CN206064163U - 立式二段柱形模块化烟气脱硫脱硝吸附/再生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的立式二段柱形模块化烟气脱硫脱硝吸附/再生装置。所述的装置包括通过法兰连接的上段罐体和下段罐体组成，其中，上段罐体上端设置有上通气口，下段罐体下端设置有下通气口；其中，所述的每段罐体内由下到上至少包括：进气分配装置和吸附装置。本实用新型立式二段烟气脱硫脱硝吸附/再生装置可以根据不同的烟气处理要求通过采用本装置并联后，进行脱硫脱硝和吸附剂的再生，整个过程活性焦吸附剂在装置中固定，不需要移动，避免了活性焦的大量损耗，大大降低运行费用。

Description

立式二段柱形模块化烟气脱硫脱硝吸附/再生装置

技术领域

本实用新型涉及一种立式二段烟气脱硫脱硝吸附/再生装置。尤其涉及环境保护领域。

背景技术

大气是参与水和各种元素循环的重要环境因素，是人类赖以生存的最基本的环境要素。随着社会经济的发展和工业化进程的加速，大量化石燃料的燃烧和工业废气的排放，使大气环境质量日趋恶化，不但自然生态遭到破坏，还直接威胁人类健康和生命安全。大气污染物中，按先后顺序急需治理的是SO₂、可吸入颗粒物、NOx等。

钢铁企业中的烧结、球团和焦化等企业以及火电厂等企业产生了大量的烟气，这些根据各自生产工艺而排放的烟气中不同程度地含有大量的粉尘、SO₂、NOx等有害物质。这些有害物质如不能有效去除和达标排放，将会形成雾霾天气和酸雨，严重污染大气环境、从而损害大众健康和生命安全，必须彻底治理，达标排放。

针对上述问题，目前传统的FGD方法多达上百种，主要有循环流化床干法烟气脱硫工艺、镁法脱硫工艺、半干法脱硫工艺、氨法脱硫工艺等，这些工艺及技术虽然历史贡献很大，但也存在着明显的缺点，如脱硫效率和脱硫剂的利用率较低，脱硫副产品不易综合利用，易产生新的污染，且工艺复杂。

关于脱硝，目前国内比较成熟的脱硝技术有SCR(选择性催化还原)、SNCR(非选择性催化还原)两种技术和工艺。

活性焦干法脱硫技术，国外始于20世纪60年代开始开发该技术，并于20世纪70年代进行工业示范，20世纪80年代开始工业应用。目前该技术已应用于处理各种工业废气，如燃煤锅炉烟气、烧结机烟气和垃圾焚烧烟气，涉及化工、电力、冶金等多个行业。该技术的基本方法为在吸附塔内装填活性焦，烟气在活性焦的吸附作用下和在一定浓度氨氛围以及活性焦的催化作用下(SCR)脱除SO₂和NOx。吸附饱和的活性焦通过电动卸料星型阀和转运送料链板机输送到专门的再生塔进行解吸恢复活性后再通过链板机送入脱硫塔处理烟气。该方法存在明显的缺点就是：活性焦在物理循环过程中破损严重，损耗量大，约占总消耗的50％～70％，年补充活性焦量大，运转电费高，动设备运行维护费用高。

实用新型内容

针对上述缺陷，本实用新型提供一种活性焦在物理循环过程中破损少、运转成本低的立式二段烟气脱硫脱硝吸附/再生装置。

为达到上述目的，本实用新型的立式二段柱形模块化烟气脱硫脱硝吸附/再生装置，所述的装置包括通过法兰连接的上段罐体和下段罐体组成，其中，上段罐体上端设置有上通气口，下段罐体下端设置有下通气口；

其中，所述的每段罐体内设置：进气分配装置和吸附装置。

较佳的，所述的吸附装置包括：在每段罐体内下部设置有吸附剂支撑格栅，所述的吸附剂设置在吸附剂格栅上。

较佳的，在所述上段罐体内的吸附剂与上端通气口之间设置有过滤层。

较佳的，所述的罐体包括上封头、筒形罐体和下封头组成；在所述的罐体上对应吸附剂的位置设置有检修孔。

较佳的，所述的进气分配装置至少包括：进气分配格栅，所述的进气分配格栅由多组轴向间隔分布的分配格栅板组成。

较佳的，所述的进气分配装置包括由下至上设置的：进气分配格栅支撑架、进气分配格栅、再分配器支撑架、和再分配器。

较佳的，在所述的上段罐体与下段罐体之间的罐体内设置有稀释氨分配管道。

本实用新型立式二段烟气脱硫脱硝吸附/再生装置可以根据不同的烟气处理要求通过采用本装置并联后，进行脱硫脱硝和吸附剂的再生，整个过程活性焦吸附剂在装置中固定，不需要移动，避免了活性焦的大量损耗，大大降低运行费用。本实用新型立式二段烟气脱硫脱硝吸附/再生装置实际生产应用过程为：吸附装置中，含有SO₂和NOx等有害物质的烟气依次通过烟气进口、下封头、进气分配格栅、再分配器、活性焦吸附剂、滤网、上封头、烟气出口，烟气完成吸附后达标排放。解吸装置中，经过加热的再生气依次通过再生气进口、上封头、滤网、活性焦吸附剂、再分配器、进气分配格栅、下封头、再生气出口，活性焦吸附剂完成脱吸，解析气去制酸，完成资源化利用。

附图说明

图1是实施例1立式二段烟气脱硫脱硝吸附/再生装置主视图；

图2是图1的A-A剖面图；

图3是图1的B-B剖面图。

图4是图1的C-C剖面图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

本实用新型的立式二段柱形模块化烟气脱硫脱硝吸附/再生装置，所述的装置包括通过法兰连接的上段罐体和下段罐体组成，其中，上段罐体上端设置有上通气口，下段罐体下端设置有下通气口；其中，所述的每段罐体内设置有进气分配装置和吸附装置。

本装置可以根据不同的烟气处理要求通过采用本模块化装置串联和并联后，进行脱硫脱硝和吸附剂的再生，整个过程活性焦吸附剂在装置中固定，不需要移动，避免了活性焦的大量损耗，大大降低运行费用。

本实用新型的工作原理如下：

SO₂吸附过程：活性焦烟气脱硫是一种资源化的干法烟气净化技术。该技术在所述立式单段模块化烟气脱硫吸附/再生装置中利用具有独特吸附和催化性能的活性焦对烟气中的SO₂进行选择性吸附，吸附态的SO₂在烟气中氧气和水蒸气存在的条件下被氧化为H₂SO₄并被储存在活性焦孔隙内，完成烟气脱硫。

2SO₂+O₂+2H₂O＝2H₂SO₄

脱硝过程：经过一段立式吸附装置后的烟气进入二段立式吸附装置，在喷入稀释氨条件下，烟气中的NOx在活性焦的催化作用下发生SCR还原反应生成氮气和水，实现脱硝。

4NO+4NH₃+O₂＝4N₂+6H₂O

2NO₂+4NH₃+O₂＝3N₂+6H₂O

解吸过程：所述立式单段模块化脱硫吸附/再生装置中的活性焦吸附SO₂后，在加热情况下，其所吸附的H₂SO₄与C(活性焦)反应被还原为SO₂，同时活性焦被再次活化从而恢复其吸附性能，循环使用。

2H₂SO₄+C＝2SO₂+CO₂+2H₂O

整个脱硫过程，在本使用新型立式单段模块化脱硫吸附/再生装置中的活性焦一次充填后不再移动，从而避免破损。

在罐体上对应吸附剂的位置设置有检修孔，用于装置的检修和活性焦吸附剂的装卸。

其中，上述的进气分配装置由多组按一定间距分布的格栅板4组成，并分别布置于上通气口和/或下通气口；用于对进入罐体内的气体进行初步整流和分配。安装时，可以先在罐体内设置进气分配格栅支撑架3，然后将格栅板4置于进气分配格栅支撑架之上即可。进气分配装置的数量或格栅板的数量可以根据罐体容积的大小设置一组或多组。

作为上述本实用新型进一步的改进，上述罐体上部部安装过滤装置，可以过滤少量碎焦微粒，确保排放烟气粉尘含量达标。所述的过滤装置由设置在罐体内的滤网支撑格栅17和滤网18组成。

上述的罐体为圆或方柱形薄壁结构，所述罐体的下方和上方分别安装有下封头2和上封头19，所述封头结构型式既可以采用椭圆形，也可以采用锥形。其中，下封头的下部设有下通气口，上封头的上部设有上通气口，其中，下通气口用于用为烟气进口/再生气出口；上通气口用于作为烟气出口/再生气进口。

作为上述本实用新型进一步的改进，上述进气分配装置还包括再分配器14，再分配器均由多个规则排列的管状结构组成，并分别布置在罐体下部再分配器支撑架，分别对进入吸附器的烟气和混入稀释氨的二段入口烟气进行二次整流，保证烟气均匀通过所述罐体内部活性焦层。

作为上述本实用新型进一步的改进，所述在罐体上设有多个检修孔21。所述检修孔用于装置的检修和活性焦吸附剂的装卸。

作为上述本实用新型进一步的改进，在所述的罐体内设置有稀释氨分配管道23，所述的管道宜水平布置于罐体的下段和上段之间的壳体内。所述稀释氨分配管道下部设有多个稀释氨规则释放孔，通过来自一段的上行气流带入罐体的上段活性焦吸附剂内。这样烟气中的NOx在活性焦的催化作用下发生SCR还原反应生成氮气和水，实现脱硝。

本实用新型的工作过程如下：

步骤1、使模块化烟气脱硫吸附/再生装置处于吸附状态

使烟气通过下通气口进入模块化烟气脱硫吸附/再生装置的罐体内，由于罐体内的预置有活性焦吸附剂，这样利用具有独特吸附和催化性能的活性焦对烟气中的SO₂进行选择性吸附，吸附态的SO₂在烟气中氧气和水蒸气存在的条件下被氧化为H₂SO₄并被储存在活性焦孔隙内；同时活性焦吸附层相当于高效颗粒层过滤器，在惯性碰撞和拦截效应作用下，除尘净化后的烟气中的少量粉尘颗粒在床层内部不同部位被捕集，完成烟气脱硫和除尘净化。净化后的烟气通过上通气口排放即可。

步骤2、使模块化烟气脱硫吸附/再生装置处于再生状态

使加热后再生气从罐体上方的上通气口进入，吸附SO₂后的活性焦，在加热再生气加热情况下，其所吸附的H₂SO₄与C(活性焦)反应被还原为SO₂，同时活性焦被再次活化从而恢复其吸附性能，循环使用。而解吸后的烟气通过罐体下方的下通气口输出，可用于制酸等。这样，再生过程完成。

步骤3、使上述过程持续交替完成即可实现对烟气的进行脱硫脱硝。

如果当经过吸附器后的烟气进入吸附器的上段时，喷入稀释氨，烟气中的NOx在活性焦的催化作用下发生SCR还原反应生成氮气和水，还可以同时实现脱硝过程。

本实用新型的模块化烟气脱硫吸附/再生装置的布置较为灵活，可以用于吸附SO₂，串联布置的另一个立式单段模块化脱硫吸附装置可用于脱除NOx。生产时，两个装置组成一个吸附单元，同时用于有害物质的吸附；同时该两个装置还可组成另一个解吸单元，用于吸附饱和后的活性焦再生。吸附单元和解吸单元相互切换，共同完成有害物质的脱除和活性焦的再生循环。

实施例1

如图1所示，本实施例立式二段烟气脱硫脱硝吸附/再生装置包括依次连接的烟气进口/再生气出口1、下封头2、下部一段进气分配格栅支撑架3、下部一段进气分配格栅4、下部一段再分配器支撑架5、下部一段再分配器6、下部一段吸附剂支撑格栅7、下部二段吸附剂支撑格栅9、稀释氨分配管道23、上部一段进气分配格栅支撑架11、上部一段进气分配格栅12、上部一段再分配器支撑架13、上部一段再分配器14、上部一段吸附剂支撑格栅15、上部二段吸附剂支撑格栅16、滤网支撑格栅17、滤网18、上封头19、烟气出口/再生气进口20、检修孔21、支座22、罐体10。

具体的部件连接关系为：所述罐体10的下段和上段依次焊接有下部一段进气分配格栅支撑架3、下部一段再分配器支撑架5、下部一段吸附剂支撑格栅7、下部二段吸附剂支撑格栅9、上部一段进气分配格栅支撑架11、上部一段再分配器支撑架13、上部一段吸附剂支撑格栅15、上部二段吸附剂支撑格栅16；在所述下部一段进气分配格栅支撑架3和所述上部一段进气分配格栅支撑架11上分别设有下部一段进气分配格栅4和所述上部一段进气分配格栅12；在所述下部一段再分配器支撑架5和所述上部一段再分配器支撑架13上分别设有下部一段再分配器6和上部一段再分配器14；在所述下部一段吸附剂支撑格栅7、所述下部二段吸 附剂支撑格栅9、所述上部一段吸附剂支撑格栅15和所述上部二段吸附剂支撑格栅16上分别装填有所述活性焦吸附剂8；在所述罐体10的上部安装有滤网支撑格栅17，在所述滤网支撑格栅17上铺设有滤网18；在所述罐体10的下部和上部分别焊接有所述下封头2和所述上封头19，所述烟气进口/再生气出口1和烟气出口/再生气进口20分别焊接连接于罐体10的下端和上端；在所述罐体10的下段和上段之间装设有稀释氨分配管道23；所述罐体10的外侧分别设有支座22，用于和外部框架的连接。

本实施例立式二段烟气脱硫脱硝吸附/再生装置具有以下有益效果：

1、本实用新型立式二段烟气脱硫脱硝吸附/再生装置可以根据工业生产中烟气中有害物质的含量和烟气量的具体情况进行并联组合，可以实现吸附装置的模块化，具有针对性好、灵活方便的等优点。

2、本实用新型立式二段烟气脱硫脱硝吸附/再生装置在脱硫脱硝和吸附剂再生的过程中活性焦吸附剂在装置中一次装填，循环使用，不存在活性焦的物理移动，避免了活性焦的大量损耗，与传统活性焦脱硫相比，运行费用大大降低。

3、本实用新型立式二段烟气脱硫脱硝吸附/再生装置实际生产应用过程为：吸附装置中，含有SO₂和NOx等有害物质的烟气完成吸附后达标排放。同时在解吸装置中，经过加热的再生气通过吸附饱和的活性焦吸附剂后完成脱吸，解析后的再生气去制酸工段，完成资源化利用，无二次废物产生。

以上，仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种立式二段柱形模块化烟气脱硫脱硝吸附/再生装置，其特征在于：所述的装置包括通过法兰连接的上段罐体和下段罐体组成，其中，上段罐体上端设置有上通气口，下段罐体下端设置有下通气口；

其中，所述的每段罐体内设置：进气分配装置和吸附装置。

2.如权利要求1所述的立式二段柱形模块化烟气脱硫脱硝吸附/再生装置，其特征在于：所述的吸附装置包括：在每段罐体内下部设置有吸附剂支撑格栅，所述的吸附剂设置在吸附剂格栅上。

3.如权利要求2所述的立式二段柱形模块化烟气脱硫脱硝吸附/再生装置，其特征在于：在所述上段罐体内的吸附剂与上端通气口之间设置有过滤层。

4.如权利要求2所述的立式二段柱形模块化烟气脱硫脱硝吸附/再生装置，其特征在于：所述的罐体包括上封头、筒形罐体和下封头组成；在所述的罐体上对应吸附剂的位置设置有检修孔。

5.如权利要求1所述的立式二段柱形模块化烟气脱硫脱硝吸附/再生装置，其特征在于：所述的进气分配装置至少包括：进气分配格栅，所述的进气分配格栅由多组轴向间隔分布的分配格栅板组成。

6.如权利要求1所述的立式二段柱形模块化烟气脱硫脱硝吸附/再生装置，其特征在于：所述的进气分配装置包括由下至上设置的：进气分配格栅支撑架、进气分配格栅、再分配器支撑架和再分配器。

7.如权利要求1所述的立式二段柱形模块化烟气脱硫脱硝吸附/再生装置，其特征在于：在所述的上段罐体与下段罐体之间的罐体内设置有稀释氨分配管道。